[发明专利]基于植物生长的太阳能智能采光系统

说明书

本发明公开了基于植物生长的太阳能智能采光系统，属于太阳能利用及植物自动化培养技术领域，包括感光模块、中央处理模块、追光模块、光电转换模块、电源管理模块、环境检测模块和环境控制模块；本发明采光方式采用视日追踪与光电追踪相结合的方式，根据系统时间与光强传感器采集的数据精准判断太阳位置，适用于各种天气情况；并在在太阳能转动方式上采用了双轴驱动，使用减速电机和推杆电机推动太阳能板在水平和垂直两个方向上转动，提高了采光效率；此外，本发明将太阳能进行转换储备作为系统电源，并通过多种传感器和执行机构感知并调节植物生长环境，大大提高了植物的生长速度，因而，具有很高的社会效益。

技术领域

本发明涉及太阳能利用及植物自动化培养技术领域，尤其涉及基于植物生长的太阳能智能采光系统。

背景技术

经检索，中国专利号CN106665151A公开了一种高光能利用率的自适应植物工厂光照培养系统，该发明虽然能够通过LED光源组实现对植物培养，但光源依靠电力公司供应，功耗高且效率低；植物自动化培养，可以节省大量人力，实现真正的环保农业；由于可以自由调节光照等各种参数，植物生长周期短，可以随时培养人们需要的各种植物；其能够在限定的空间范围内，利用多种传感器测量周围的温度、湿度等环境参数从而对植物生长的环境做出相应的调控，来使农产品高效持续生长；但植物生长所需要的空气、热量、湿度等均由人工提供，尤其是在控制温度这个变量时，加热片和制冷片耗能都特别高，植物培养需要消耗大量的电能；因此，能源消耗问题是植物培养投入生产必须解决的关键问题；太阳能是一种可再生的清洁能源，同时我国的太阳能资源十分丰富，因此充分开发和利用太阳能可以很好地解决上述问题；在太阳能发电的系统中，太阳能板单位面积所接收的光照强度决定了太阳能板所吸收的实际能量；但目前市场上大多数是固定式太阳能板，研究表明，当使用同等面积、相同转换率的太阳能板时，如果使太阳能板始终面向太阳光，太阳能板至少提高35％的接收效率，所以如何让太阳能板随动是必须要解决的问题；因此，发明出基于植物生长的太阳能智能采光系统变得尤为重要；

现有基于植物生长的采光系统，大多依靠电力公司供应作为能源支持，其功耗高且效率低，虽然有一些人开始使用太阳能来作为能源支持，但其太阳光的利用率较低；为此，我们提出基于植物生长的太阳能智能采光系统。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的基于植物生长的太阳能智能采光系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

基于植物生长的太阳能智能采光系统，包括感光模块、中央处理模块、追光模块、光电转换模块、电源管理模块、环境检测模块和环境控制模块；

其中，所述中央处理模块包括采光处理控制模块、植物培养控制模块和电源管理控制模块；所述追光模块包括太阳能板、减速电机和推杆电机；所述环境监测模块包括温度触感器、湿度传感器和植物光照强传感器；所述环境控制模块包括补光电路、循环风扇、加热器、制冷器和加湿器；所述电源管理模块包括蓄电池和开关电源，且所述蓄电池上设置有电压传感器。

进一步地，所述感光模块用于利用太阳光照强度传感器获取太阳光照强度数据；所述采光处理控制模块用于获取太阳光照强度数据和系统实时时间数据，并通过计算向追光模块下达指令进行追光；所述追光模块用于根据下达指令控制减速电机和推杆电机进行追光，并通过太阳能板进行太阳光收集。

进一步地，所述环境检测模块用于利用温度传感器、湿度传感器和光照强度触感器获取植物生长温度数据、植物生长湿度数据和植物生长光照强度数据；所述植物培养控制模块用于获取植物生长温度数据、植物生长湿度数据和植物生长光照强度数据，并将其与预设值进行比较，以获取植物生长环境情况信息，同时根据植物生长环境情况信息向环境控制模块发送调控命令；所述环境控制模块用于根据调控命令，并通过补光电路、循环风扇、加热器、制冷器和加湿器对植物生长环境进行调控。